استفاده از ربات ساخته شده از لگو برای سنتز DNA

تیمی از مهندسان زیستی در دانشگاه ایالتی آریزونا از راه حلی خلاقانه برای چالش طولانی مدت در تحقیقات DNA اوریگامی پرده برداری کرده اند.

به گزارش تکناک، آنها با موفقیت یک کیت رباتیک لگو را برای ساخت یک میکسر گرادیان مقرون به صرفه و بسیار موثر برای خالص سازی نانوساختارهای خود مونتاژ شونده DNA اوریگامی به کار بردند.

این پیشرفت ابتکاری که در مقاله منتشر شده در one PLOS ONE, به تفصیل شرح داده شده است، نوید تحولی در نحوه رویکرد دانشمندان به سنتز اوریگامی DNA را می دهد.

ایجاد ساختارهای اوریگامی DNA یک فرآیند پیچیده است که نیاز به خالص سازی دقیق نانوساختارها دارد. به طور سنتی، این مرحله تصفیه شامل سانتریفیوژ نرخ-منطقه، با تکیه بر یک قطعه گران قیمت از تجهیزات به نام میکسر گرادیان است. با این حال، ذهن های خلاق محققان نشان داده اند که حتی آجرهای پلاستیکی نمادین لگو را می توان برای پیشرفت علمی تغییر کاربری داد.

نمای کناری از میکسر گرادیانت لگو در (الف) وضعیت اولیه و (ب) فاز کج شدن افقی. (1) نگهدارنده لوله‌های سانتریفیوژ که با چاپگر 3D ساخته شده است. (2) موتور چرخشی که باعث چرخش لوله‌ها در حالت افقی می‌شود. (3) موتور سروو چرخشی که مسئول کج شدن افقی لوله‌ها است. (4) چرخ دنده بزرگ خاکستری که دو موتور را با دنده‌های کوچک متصل می‌کند. (5) داربستی که ساختار را با هم نگه می‌دارد. (6) کنترلر لگو برای هماهنگی حرکات دو موتور. کابل‌های سیاه برای وضوح با رنگ سفید نشان داده شده‌اند.

بیایید به کارکرد این شگفتی لگو بپردازیم. تک بازوی ربات به طرز ماهرانه‌ای پلتفرمی را هدایت می‌کند که در آن لوله‌های استوانه‌ای پر از مواد اوریگامی DNA می‌توانند به طور ایمن وصل شوند.

اما قبل از اینکه جادوی چرخش اتفاق بیفتد، لوله ها به صورت عمودی بر روی درپوش قرار می گیرند تا از حوادث ناگوار جلوگیری شود. هنگامی که همه چیز در جای خود قرار گرفت، ربات یک چرخش آرام و زیبا را آغاز می کند و مواد داخل لوله ها را به هم می زند تا به طور یکپارچه در یک گرادیان ترکیب شوند.

رمز موفقیت

کلید موفقیت در انتقال عمودی به افقی نهفته است. همانطور که لوله ها در یک موقعیت افقی پایین می آیند، آنها تحت چرخش سریع قرار می گیرند و به طور موثر محتویات را به یک گرادیان لایه ای زیبا جدا می کنند. مثل این است که در مقابل چشمان خود شاهد جادوگری مهندسی لگو باشید.

قابل توجه است که نتایج آزمایشات آنها به اندازه خلاقیت پشت آن چشمگیر بود. ربات LEGO با اختلاط و جداسازی مواد مورد نیاز خود را به همتایان تجاری گران قیمت ثابت کرد. علاوه بر این، این کیت تصفیه اریگامی DNA DIY هزینه ها را بسیار کاهش داده است.

ترکیب لگو این تیم شامل دو موتور لگو کوچک و در عین حال قدرتمند بود، یکی برای قرار دادن و دیگری برای مانور چرخشی. این دانشمندان مدبر به طرز هوشمندانه ای با استفاده از یک چاپگر سه بعدی، نگهدارنده لوله را ساختند و همگرایی فناوری های مختلف پیشرفته را به نمایش گذاشتند.

پتانسیل این کشف بسیار فراتر از اریگامی DNA است. محققان در ASU تاکید می‌کنند که می‌توان از همین رویکرد خلاقانه برای توسعه جایگزین‌های ارزان قیمت برای ماشین‌های آزمایشگاهی مختلف استفاده کرد. چشم انداز یک آزمایشگاه مجهز به لگو ممکن است آنقدر که تصور می شود دور از ذهن نباشد.